Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Kako izračunati svetlobno leto ali drugo svetlobno razdaljo
- Kozmološke razdalje in rdeči premik
- Iskanje kozmološke razdalje
Mnogi ljudje napačno razumejo, kaj je "svetlobno leto". Čeprav se sliši kot merilo časa, ker vključuje leto, je pravzaprav razdalja. V določenem smislu je to razdalja, izražena glede na hitrost svetlobe, zato imate lahko tudi druge ukrepe, kot je svetlobni dan ali celo svetlobna sekunda. Vendar je to le del zgodbe, saj se razdalje v kozmičnem merilu zapletejo s širitvijo tkanine vesolja in časa. Izračunavanje svetlobnega leta je enostavno, preprosto pomnožite hitrost svetlobe s številom sekund v letu, vendar izračunati kozmološke razdalje ni tako enostavno. Rdeči premik predmeta je najlažje objektivno definirati, vendar obstajajo tudi drugi koncepti, kot je razdalja za polaganje, ki so lahko koristni.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Poiščite razdaljo glede na svetlobo po formuli:
dL = ct
Kje c je hitrost svetlobe, dL je razdalja in t je časovno obdobje. Za svetlobno leto:
Svetlobno leto = hitrost svetlobe × število sekund v letu
Kozmološke razdalje je mogoče najti s kozmološkim kalkulatorjem in rdečim premikom zadevnega predmeta.
Kako izračunati svetlobno leto ali drugo svetlobno razdaljo
Izračunajte svetlobno leto po enostavni formuli:
Svetlobno leto = hitrost svetlobe × število sekund v letu
Hitrost svetlobe je ponavadi dana simbol c, in če ga pomnožite za poljubno časovno obdobje (t), dobili boste to "razdaljo svetlobe" (dL) iz računa. Torej bi lahko napisali:
dL = ct
Hitrost svetlobe je približno 2.998 × 108 metrov na sekundo, torej svetlobno leto je:
Svetlobno leto = 2.998 × 108 m / s × 365,25 dni / leto × 24 ur / dan × 60 minut / uro × 60 sekund / minuto
= 9.46 × 1015 m
Ta izračun je za prestopna leta porabil 365,25 dni na leto. Podobno velja za svetlobni dan:
Svetlobni dan = 2.998 × 108 m / s × 24 ur / dan × 60 minut / uro × 60 sekund / minuto
= 2.59 × 1013 m
Kozmološke razdalje in rdeči premik
Razdalje v kozmološki lestvici so zapletene, ker se celotna tkanina prostora-časa nenehno širi. Če na primer svetlobni signal iz daljne galaksije prihaja proti nam, se premika s svetlobno hitrostjo in verjetno traja sto milijonov let, da zaključi potovanje. V tem času se je širil sam prostor in tako je razdalja še daljša, kot bi bila na začetku poti. Zaradi tega je težko določiti, kaj v resnici je pomeni reči, da je nekaj prepotoval določeno razdaljo skozi vesolje. Razdalja "taljenja" se razširi skupaj s prostorom, zato je ta težava še vedno, vendar še vedno ni v redu za vse namene.
Najbolj objektivno merilo razdalje v vesolju je "rdeče premikanje". To meri, koliko se je svetlobni val "raztegnil" (ga premakne bližje rdečemu koncu spektra) zaradi širitve prostora med potjo. Če potuje dlje, bo bolj premaknil valovno dolžino svetlobe.
Preusmeritev (z) je opredeljeno kot:
z = (λobs – λpočivaj) / λpočivaj
Kje λ je simbol za valovno dolžino, napisi "obs" in "rest" pa pomenita valovno dolžino, ki jo opazujete, in valovno dolžino v referenčnem okviru, kjer je bila izpuščena. Valovno dolžino lahko najdete, ko je bila oddajana na podlagi standardnih vrednosti, dobljenih v laboratoriju, ker različne snovi absorbirajo in oddajajo svetlobo v določenih delih spektra.
Iskanje kozmološke razdalje
Iskanje kozmoloških razdalj je precej zahtevno. Čeprav lahko izračunate, je najboljši pristop, da uporabite kozmološki kalkulator z že vnesenimi standardnimi parametri. Vnesite rdeči premik predmeta, do katerega želite najti razdaljo, s pomočjo parametrov, ki jih je predlagal kalkulator, in vrnil bo številne meritve razdalje, vključno z odmikalno razdaljo in lahkim časom potovanja. Čas potovanja svetlobe (pretvorjen v sekunde, kot v prvem oddelku) lahko pomnožite s hitrostjo svetlobe, da ugotovite razdaljo, ki jo je prevozila luč sama.